هل يمكننا منع الأرض من التسخين؟

بالعربي/ ستحقق مهمة المنطاد على ارتفاعات عالية في طريقة مثيرة للجدل لخفض درجات الحرارة العالمية.

في عام 2021 ، وصلت الأرض إلى مرحلة قاتمة: بلغ تركيز ثاني أكسيد الكربون (CO2) في الغلاف الجوي 150٪ من قيمته في أوقات ما قبل الصناعة ، وفقًا لمكتب الأرصاد الجوية في المملكة المتحدة . لمنع أسوأ آثار تغير المناخ ، يحتاج العالم إلى خفض صافي انبعاثات ثاني أكسيد الكربون إلى الصفر بحلول عام 2050.

ولكن حتى لو حققنا هذا الهدف ، فلن يؤدي ذلك إلى كبح مفاجئ لارتفاع درجة الحرارة ، لأن الأمر يستغرق وقتًا لرؤية آثار تخفيضات ثاني أكسيد الكربون على درجات الحرارة العالمية ؛ ستستمر الآثار السلبية للاحتباس الحراري لعقود. ولكن هل هناك أي شيء آخر يمكننا القيام به لخفض درجات الحرارة بشكل أسرع؟

تعتقد مجموعة بحثية في جامعة هارفارد أنه قد يكون من الممكن تحقيق انخفاض مؤقت في درجات الحرارة العالمية عن طريق تعديل تكوين الغلاف الجوي العلوي للأرض. كان الباحثون يأملون في اختبار بعض هذه التكنولوجيا – وجدوى نظريتهم – هذا الصيف ، في ما يسمونه تجربة الاضطراب المُتحكم في الستراتوسفير (SCoPEx). على الرغم من تعليق العمل ، لا يزال الفريق يأمل في استمرار التجربة في المستقبل غير البعيد.

المصدر النهائي لحرارة الأرض هو الشمس ، التي تغمر الجانب النهاري من الكوكب في تدفق مستمر من الأشعة تحت الحمراء. حوالي 30٪ من هذا ينعكس مرة أخرى في الفضاء بواسطة الغلاف الجوي ، بينما الباقي يسخن الكوكب أثناء النهار ويشع مرة أخرى في الفضاء ليلاً. في التوازن الدقيق الذي ساد في أوقات ما قبل الصناعة ، تم تعويض الحرارة الواردة تمامًا بالمقدار المفقود في الفضاء ، مما يضمن بقاء متوسط درجات الحرارة العالمية ثابتًا.

تكمن المشكلة اليوم في أن انبعاثات ثاني أكسيد الكربون تعطل هذا التوازن عن طريق امتصاص بعض الحرارة التي يجب أن تشع مرة أخرى في الفضاء ، وتحبسها داخل الغلاف الجوي. كلما زاد ثاني أكسيد الكربون الموجود في الغلاف الجوي ، ارتفعت درجة الحرارة. على المدى الطويل ، يجب على البشر تقليل كمية ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي لمنع أسوأ آثار تغير المناخ. لكن يمكن أن تؤدي العمليات الأخرى إلى انخفاضات قصيرة الأجل في درجة الحرارة العالمية. 

الانفجارات البركانية ، على سبيل المثال ، تطلق سحبًا من جزيئات الغبار عالياً في طبقة الستراتوسفير ، وهي طبقة عليا من الغلاف الجوي ، وتشكل درعًا واقيًا يمنع بعض حرارة الشمس من الوصول إلى سطح الأرض. تسبب ثوران بركان جبل بيناتوبو في الفلبين عام 1991 ، على سبيل المثال ، في انخفاض متوسط ​​درجة الحرارة في نصف الكرة الشمالي بحوالي درجة واحدة فهرنهايت (أكثر من نصف درجة مئوية) على مدار الخمسة عشر شهرًا التالية. يريد فريق SCoPEx أخذ صفحة من هذه الانفجارات عن طريق حقن جزيئات في الغلاف الجوي العلوي من أجل خفض درجات الحرارة. 

الفكرة الأساسية – تسمى حقن الهباء الجوي الستراتوسفير ، أو SAI – بسيطة. يمكن للطائرة التي تحلق على ارتفاع عالٍ أو بالون الهيليوم أن توزع دفعات من الجسيمات المجهرية تسمى الهباء الجوي في طبقة الستراتوسفير على ارتفاعات 12.4 ميلاً (20 كيلومترًا) أو أكثر – أعلى بكثير من الطائرات التي تطير عادة. ستبقى الهباء الجوي معلقة في الهواء ، صغيرة جدًا بحيث لا يمكن رؤيتها كغيوم من الأرض ولكنها معتمة بدرجة كافية لتعكس جزءًا من طاقة الشمس إلى الفضاء.

في عمليات المحاكاة ، يبدو أن الأجهزة العليا للرقابة المالية والمحاسبة مفهوم قابل للتطبيق. وجد تقرير الهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ (IPCC) لعام 2018 أن أسطولًا من الطائرات التي تحلق على ارتفاع عالٍ يمكن أن يودع ما يكفي من الهباء الجوي لتعويض المستويات الحالية للاحترار العالمي. لكن يجب تجديد الهباء الجوي كل بضع سنوات ، وتعالج الطريقة واحدة فقط من أعراض تغير المناخ بدلاً من معالجة سببها الجذري ، وهو تأثير الاحتباس الحراري . في أحسن الأحوال ، إنه إجراء مؤقت لمواجهة ارتفاع درجات الحرارة بينما تقلل البلدان في نفس الوقت مستويات ثاني أكسيد الكربون.

حتى الآن ، كان البحث في الأجهزة العليا للرقابة المالية نظريًا ، مدعومًا بكمية محدودة من بيانات العالم الحقيقي من الانفجارات البركانية. تريد SCoPEx إجراء قياسات واقعية في ظل ظروف يتم التحكم فيها بعناية ، مما يسمح بمعايرة أفضل لنماذج الكمبيوتر. قال الباحث الرئيسي في المشروع ، فرانك كوتش ، في قسم الكيمياء والبيولوجيا الكيميائية بجامعة هارفارد: “إذا أردنا تزويد صانعي القرار بمعلومات مفيدة حول ما إذا كان ذلك ممكنًا ، فنحن بحاجة إلى توضيح نماذجنا” . بوسطن غلوب .

تقذف البراكين بشكل أساسي المركبات التي أساسها الكبريت. لكن هذه المركبات لا تبرد الغلاف الجوي فحسب ، بل تلحق الضرر أيضًا بطبقة الأوزون الواقية للأرض ، والتي تحمينا من الأشعة فوق البنفسجية الضارة. لذلك يركز فريق SCoPEx على الهباء الجوي الأقل ضررًا ، كربونات الكالسيوم – غبار الطباشير ، وبعبارة أخرى – والتي يأمل الباحثون أن تنتج تأثير التبريد المطلوب دون الإضرار بطبقة الأوزون.

التجربة المقترحة

يريد الفريق نشر بالون هيليوم كبير غير مأهول يشبه منطاد الطقس القياسي باستثناء أنه سيتم تزويده بمراوح للسماح للفريق على الأرض بالمناورة بطريقة محكومة. بمساعدة من مؤسسة الفضاء السويدية ، كان العلماء يخططون لإطلاق المنطاد بالقرب من كيرونا ، السويد.  

في رحلته الأولى ، والتي تم التخطيط لها مبدئيًا في العام المقبل ، لن يطلق البالون أي شيء في الستراتوسفير. بدلاً من ذلك ، ستصعد إلى ارتفاع 12.4 ميلاً ، حيث سيختبر الفريق نظام المناورة ويتحقق من أن جميع الأدوات العلمية والاتصالات تعمل بشكل صحيح.

إذا كان التشغيل التجريبي ناجحًا ، فستقوم رحلة ثانية بإطلاق متحكم فيه من 2.2 إلى 4.4 رطل (1 إلى 2 كيلوغرام) من كربونات الكالسيوم على نفس الارتفاع. سيتحرك البالون بثبات في خط مستقيم أثناء الإطلاق ، لذلك ستشكل جزيئات الهباء الجوي عمودًا ضيقًا يبلغ طوله حوالي 0.6 ميل (1 كم). سيعود البالون بعد ذلك عبر العمود ، ملاحظًا كيفية تشتت الجزيئات بمرور الوقت ومدى انعكاسها لأشعة الشمس ، وفقًا لموقع SCoPEx على الويب.Advertisement

على الرغم من أهمية رحلة اختبار SCoPEx لفهمنا للأجهزة العليا للرقابة المالية والمحاسبة ، فمن المهم رؤية المشروع في المنظور الصحيح. قال ديفيد كيث ، أحد علماء المشروع ، أستاذ الفيزياء التطبيقية بجامعة هارفارد ، لـ HowStuffWorks سابقًا: “الهدف ليس تغيير المناخ أو حتى معرفة ما إذا كان بإمكانك عكس ضوء الشمس” . “الهدف ببساطة هو تحسين نماذجنا الخاصة بالطريقة التي يتشكل بها الهباء الجوي في الستراتوسفير.” 

قال كيث إنه ستكون هناك حاجة إلى عقد آخر من البحث على الأقل قبل إطلاق الهباء الجوي على نطاق واسع. وقال إن الإطلاق “قد يتضمن حقن حوالي 1.5 مليون طن [1.4 مليون طن متري] في الستراتوسفير سنويًا”. “ما يقرب من مائة طائرة ستحتاج إلى تحليق حمولات مستمرة تصل إلى ارتفاع حوالي 12 ميلًا [20 كم].”

الجدال

ومع ذلك ، لا يزال الجهاز الأعلى للرقابة المالية والمحاسبة موضع جدل كبير. يتمثل أحد المخاوف في أن البشر تسببوا في أزمة المناخ في المقام الأول عن طريق ضخ غازات الدفيئة في الغلاف الجوي ، فكيف يمكن للناس التأكد من أن ضخ الهباء الجوي فيها سيجعل الأمور أفضل؟ على الرغم من أن النمذجة الحاسوبية تشير إلى أن الجهاز الأعلى للرقابة المالية (SAI) آمن ، فلا يزال هناك احتمال أن يكون له آثار جانبية غير متوقعة. هناك احتمال أن يؤدي ذلك إلى تعطيل أنماط الطقس ، وإلحاق الضرر بالمحاصيل عن طريق تقليل كمية ضوء الشمس التي تتلقاها ، و – إذا تم استخدام رذاذ الكبريتيد – إتلاف طبقة الأوزون.

في الواقع ، يحذر بعض العلماء من اتباع مسار الجهاز الأعلى للرقابة المالية والمحاسبة.

“أن نحاول في الواقع التحكم في المناخ بأكمله فكرة مرعبة جدًا” ، هذا ما قاله دوجلاس ماك مارتين ، باحث مشارك كبير ومحاضر أول في الهندسة الميكانيكية والفضائية في جامعة كورنيل وأستاذ باحث في علوم الحوسبة والرياضيات في معهد كاليفورنيا في التكنولوجيا ، لمجلة سميثسونيان . وخلصت الهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ ، في مناقشة عام 2018 لما أشارت إليه اللجنة باسم تعديل الإشعاع الشمسي (SRM) ، إلى أن “أوجه عدم اليقين المشتركة ، بما في ذلك النضج التكنولوجي والفهم المادي والتأثيرات المحتملة وتحديات الحوكمة ، تقيد القدرة على تنفيذ SRM. في المستقبل القريب.”

بسبب هذه المخاوف ، أجل فريق SCoPEx الرحلة الأولى لمنطاد الهيليوم “حتى يمكن إجراء عملية مشاركة مجتمعية أكثر شمولاً لمعالجة القضايا المتعلقة بأبحاث الهندسة الجيولوجية الشمسية في السويد.”

لكن كيث جادل بأن الخطر الحقيقي يكمن في بعض المنظمات المنشقة التي تطبق الجهاز الأعلى للرقابة المالية والمحاسبة دون نوع البيانات العلمية التي تريد SCoPEX الحصول عليها. الاعتراض الكبير الثاني على أبحاث الأجهزة العليا للرقابة المالية والمحاسبة هو أن الحكومات والشركات التي تتردد بالفعل في تقليل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون ستلتصق بالجهاز الأعلى للرقابة المالية والمحاسبة كدليل على أن مثل هذه التخفيضات غير ضرورية. 

يمكن أن يؤدي هذا الموقف إلى إبطال أي فوائد محتملة للأجهزة العليا للرقابة المالية والمحاسبة .. حتى إذا نجحت مهمة SCoPEx وتم تنفيذ الجهاز بالكامل ، فسيتم فقط استكمال تقليل ثاني أكسيد الكربون وليس استبداله. عرضت ليزي بيرنز ، المديرة الإدارية لبرنامج أبحاث الهندسة الجيولوجية الشمسية بجامعة هارفارد ، تشبيهًا واضحًا: “إنه مثل مسكن للألم. إذا كنت بحاجة إلى جراحة وتناولت مسكنات للألم ، فهذا لا يعني أنك لم تعد بحاجة لعملية جراحية.

المصدر/ livescience.comالمترجم/barabic.com